Apuntes protocolos de redes

2013/2014

Estructura y

Protocolos de

Redes Pblicas Apuntes

manloralm

GITT

Estructura y Protocolos de Redes Pblicas

1

NDICE GENERAL PRLOGO..5

T1.INTRODUCCIN A LA TELECOMUNICACIN...6

1. Tipos conmutacin ...6

- Circuitos.

- Mensajes.

- Paquetes.

2. Clasificacin de redes...6

- Segn la tecnologa de transmisin.

- Segn su escala.

- Segn el flujo de informacin.

- Segn titularidad.

- Segn funcin en la estructura.

3. Normalizacin..6

- Definicin.

4. Arquitectura de redes...7

- Definicin.

- Caractersticas.

- Operaciones.

- Conceptos y tareas.

5. Parmetros y primitivas de servicio...8

- Tipos de primitivas.

6. Modelos de referencia..9

- Tipos de modelos.

- Comparacin OSI/TCP-IP.

T2.INTRODUCCIN A LA RED TELEFNICA CONMUTADA....11

1. Evolucin de la RTC.11

2. Jerarquas en la RTC.11

3. Red de acceso.12

- Definicin.

- Bloques funcionales.

- Bucle abonado analgico.

- Bucle abonado digital.

4. Red de transmisin..13

- Jerarqua digital plesicrona (PDH).

- Jerarqua digital sncrona (SDH).

5. Red de sincronizacin.14

- Problemas y soluciones.

6. Red de conmutacin...15

- Encaminamiento.

- Fases conmutacin de circuitos.

7. Red de sealizacin.15

- Definicin.

- Tipos.


2

- Distincin usuario/red.

8. Red de gestin16

9. Red inteligente..17

T3.INTRDUCCIN A LA RDSI Y Q.93118

1. Introduccin18

- Definicin RDSI.

- ITU-T recomendaciones.

2. Definiciones 18

- Interfaces de acceso.

- Canales de acceso.

3. Arquitectura de protocolos..19

4. Tipos de servicios..19

5. Grupos funcionales..20

- Grupos funcionales.

- Puntos de referencia.

- Conexiones mltiples.

6. Capa de red.23

- Caractersticas Q.931.

- Direccionamiento.

- Tipos de mensajes Q.931 en modo circuito.

- Procedimientos.

- Formato mensajes Q.931.

- Modelo de servicios de nivel de red.

7. Capa de enlace..27

- Protocolo LAPD.

- Estructura de la trama.

8. Capa fsica28

- Conectores.

- Estructura de la trama.

- Interfaces usuario.

T4.SEALIZACIN POR CANAL COMN N 7..30

1. Introduccin...30

- Definicin.

- Tipos sealizacin de red.

2. CSS7. Sistema de sealizacin n 7..30

- Definicin.

- Conceptos bsicos.

- Modos de sealizacin.

- Organizacin SS7.

- Arquitectura SS7.

3. ISUP32

- Definicin.

- ISUP frente a Q.931.

- Formato de mensajes ISUP.

- Categora mensajes ISUP.

- Mensajes ISUP esenciales.

- Ejemplo de liberacin de llamada.


3

- Llamada ordinaria completa, en bloque.

- Llamada ordinaria completa, solapada.

- Liberacin normal de llamada.

- Servicios ISUP.

4. ISUP y portabilidad de nmero de telfono (LNP).37

- Definicin.

- Mtodos para implementar la portabilidad.

5. MTP3..39

- Definicin.

- Formato de la unidad de sealizacin.

- Funciones de la red de sealizacin.

- Ejemplo funcionamiento.

6. MTP2..43

- Definicin.

- Funciones.

- Formato unidades de sealizacin.

- Procedimientos.

7. MTP1..47

- Recomendacin Q.702.

- Caractersticas.

8. TCAP..48

- Definicin.

- Aplicaciones tpicas.

- Estructura.

- Ejemplo.

9. SCCP ..50

- Definicin.

- Necesidades.

- Mejoras.

- Servicios.

T.5. LA TELEFONA IP.52

1. Introduccin...52

- Situacin de las operadoras.

2. SIGTRAN. Interfuncionamiento con Q.931/CSS752

- Introduccin.

- SIGTRAN (SIGnaling TRANsport).

- Arquitectura.

- Elementos de la red.

- Alcance de SIGTRAN.

- Protocolos.

- SCTP.

- Capa de adaptacin de usuarios (UA).

3. Fundamentos de transmisin de voz en redes de paquetes..65

- Cdecs y empaquetado.

- RTP y RTCP.

- Receptor tpico.

- Aspectos de soporte de calidad de servicio.

4. IETF. Session Initiation Protocol.71


4

- Introduccin.

- Arquitectura de protocolos.

- SDP. Protocolo de Descripcin de Sesiones.

5. IETF/ITU-T: MeGaCo/H.248.77

- Introduccin.

- Arquitectura de MeGaCo.

- Conceptos.

- Modelos de comunicacin.

- Descriptores.

- Transporte de MeGaCo y protocolos.

- Arquitectura comparada.

T6. REDES PBLICAS PARA SERVICIOS DE TELECOMUNICACIN MVILES83

1. PLMN. Public Land Mobile Network.83

- Introduccin.

- Caractersticas.

2. Elementos funcionales y mecanismos para subir los nuevos requisitos83

- Gestin de recursos radio.

- Gestin de la movilidad.

- Gestin de la seguridad.

3. Evolucin y protocolos85

- Primera generacin.

- Segunda generacin.

- Tercera generacin.

- Cuarta generacin.

4. Segunda generacin.86

- Estructura.

- Identidades de los elementos 2/2.5G.

- Elementos de la red.

- Protocolos GSM.

- Gestin de movilidad.

- MAP.

5. GPRS (General Packet Radio Service)..90

- Introduccin.

- Protocolos.

- Versiones de la arquitectura de GPRS.

6. Establecimiento de llamada entre dos mviles...94

- Funcionamiento.

7. Protocolo IMS (IP Multimedia Subsystem)97

- Caractersticas.

- Sesin SIP con usuario RTC.

8. Lista de acrnimos98

ANEXO. EJERCICIOS DE EXMENES RESUELTOS..99


5

PRLOGO Estos apuntes son una recopilacin de diapositivas de clase, junto a anotaciones mas sobre las

aclaraciones del profesor as como apuntes del plan antiguo de la asignatura de Conmutacin recogidos

de la Comuna.

Bsicamente siguen la estructura y el contenido del curso 13/14 posiblemente en otros cursos cambie

un poco la materia.

A continuacin hago una serie de aclaraciones tiles sobre la nomenclatura.

Existen una serie de ejercicios realizados en clase, todos ellos est hechos a mano debido a que no

tengo la certeza de que estn correctos al 100%.

Estos apuntes NO son oficiales, por lo que cabe la posibilidad que existan gran cantidad de errores de

concepto, erratas y falta de coherencia y sentido en algunos apartados.


6

T1.INTRODUCCIN A LA

TELECOMUNICACIN

TIPOS DE CONMUTACIN

Circuitos: elige un camino y establece conexin, canaliza todos los paquetes.

Mensajes.

Paquetes: salto a salto, cada vez que llega un paquete busca mejor salida, puede llegar

desordenado y no es apropiado en telefona.

CLASIFICACIN DE LAS REDES

Segn la tecnologa de transmisin:

- Redes broadcast (difusin): medio de transmisin compartido por todos los equipos

interconectados, cada mquina lee mensaje encriptado y comprueba si va para ella

- Redes punto a punto: conexiones entre pares de ordenadores, varios tipos de enlace.

o Simplex: transmisin en un nico sentido

o Half-dplex: transmisin puede hacerse en ambos sentidos, no simultneamente

o Full-dplex: gran mayora, suelen ser simtrica, transmisin en ambos sentidos a la

vez

Segn su escala:

- Redes de rea local (LAN): red local que interconecta equipos en una sede u oficina, se pueden

dividir en ms pequeas interconectando con conmutadores

- Redes de rea extensa (WAN): interconexin de redes LAN a travs de acceso telefnico, para

largas distancias aprovechando enlaces telefnicos

Segn el flujo de informacin:

- Inalmbricas: sistema de telefona digital (GSM), utiliza canal digital para transmitir la voz.

- Internetworking: existen routers especficos que interconectan redes de diferente tecnologa.

Pasarelas se implementan en nivel de aplicacin y sirven para ello

Segn titularidad:

- Pblica

- Privada

o Libre

o Licencia para operar (telefona mvil)

Funcin en la estructura

- De abonado

- De acceso

- Agregacin

- Transporte o ncleo

NORMALIZACIN

Ajusta varias cosas semejantes en una norma comn, facilita la competencia y a su vez favorece a

una economa de escala, organismos de normalizacin:


7

- ISO (organizacin internacional de estandarizacin): expertos en la industria y universidades.

Sistema mtrico, nmeros ISBN, lenguajes programacin, protocolos comunicacin

- ITU-T (unin internacional de telecomunicaciones). Letra seguida de un nmero

o D.xx: nivel de enlace

o V.xx. todo sobre mdems

o X.xx: redes de datos y OSI

o I.xx y Q.xx: definen RDSI

o H.xx: codificacin de video y videoconferencia

- IEEE (institute of electrical and electronic engineers): estndar 802 sobre redes locales

- IETF (internet engineering taskforce)

o RFC 791: IP

o RFC 959:TCP

o RFC 2616: HTTP

o RFC 15: telnet

o RFC 196:SMTP

o RFC 768:UDP

o RFC 792:ICMP

ARQUITECTURA DE REDES

Definimos protocolo como el conjunto de reglas que rige el intercambio de PDUs entre entidades

pares de distintos sistemas.

- Primera ley de la telemtica: las torres de protocolos deben ser simtricas.

Divisin en capas sirve de referencia para resolver problemas de forma diferente, cada fabricante

elabora su propia arquitectura de red para independizar funciones y el software del hardware, idea

bsica modelo de capas:

- Capa n ofrece servicios a capa n+1.

- Capa n slo ve servicios que le ofrece la capa n-1.

- Capa n de un sistema slo se comunica con su homloga en el sistema remoto mediante el

protocolo de la capa n.


8

Cuando un sistema enva mensaje, la informacin se genera en el nivel ms alto, conforme va

descendiendo se van aadiendo cabeceras, colas, informacin, fragmentacin todas estas

operaciones se invierten en el sistema remoto en las capar correspondientes.

- Unidades de datos: nivel superior quita N-PCI y sube N-SDU (des-encapsular), nivel inferior

aade su propi N-PCI

o Sin segmentacin ni bloqueo

o Segmentacin/re-ensamblado: hacemos varias PDUs; SDU dividido, PCI iguales pero

numerando paquetes

o Bloqueo/desbloqueo: agrega varias PDUs cuando MTU lo permite

o Concatenacin/separacin: capa N encargada de separacin de PCI y SDU N-1

concatena SDU y su cabecera N-1 PCI

Un servicio es aquello que ofrece una capa a la superior dentro de un sistema, a travs del SAP

mediante el uso de primitivas, existen un conjunto de definiciones tiles:

- Entidad: puede ser software o hardware y est en cada capa

- SAP (punto de acceso al servicio): son los puntos de la capa n donde la capa n+1 puede acceder

a los servicios, cada SAP de cada capa n tiene una direccin en la red, son los puertos

- Interfaz: establece reglas para el intercambio de informacin entre capas n+1 y n:

IDU = PCI +SDU

Calidad de servicio: para comunicarse se solicita un nivel mnimo para algunos parmetros, si red

no lo asegura, se pacta otra tasa de calidad

Mtodo mejor esfuerzo: protocolo aprovecha los medios disponibles, intentando evitar

congestiones repartiendo recursos entre usuarios

Se pueden realizar tareas diferentes separando en planos:

- De datos: lleva datos de un usuario a otro


9

- De control: permite el envo de datos (protocolo OSPF en routers para encontrar caminos),

posee todas las capas aunque no las implemente todas

- De gestin: configuracin, operacin y mantenimiento de equipos en la red

PARMETROS Y PRIMITIVAS DE SERVICIO

Primitiva es el mtodo para la comunicacin entre capas, especifica la funcin que se va a llevar a

cabo y los parmetros que se usan. Tipos:

- SOLICITUD: emitida por usuario para invocar algn servicio y pasar parmetros.

- INDICACIN: emitida por proveedor de servicio para indicar que ha sido invocado un

procedimiento y suministrar parmetros y notificar a usuario del servicio la accin iniciada.

- RESPUESTA: emitida por usuario de servicio confirmando procedimiento a peticin de ese

usuario.

- CONFIRMACIN: emitida por proveedor de servicio para completar procedimiento.

Puede ser un servicio confirmado (usa los 4 tipos) o un servicio no confirmado (slo solicitud e

indicacin)

MODELOS DE REFERENCIA

Para cada capa de una arquitectura existen muchos protocolos y para cada uno varias

implementaciones que cambian continuamente.

- Modelo RDSI: Red Digital de Servicios Integrados. Integra voz y otros datos en la misma lnea

aadiendo caractersticas nuevas

- Modelo ATM: Mtodo de Transferencia Asncrona. Encargado de la transmisin de servicios y

aplicaciones.

- Modelo OSI: creada por ISO, arquitectura de interconexiones en sistemas de comunicaciones:

o Capa fsica: transmite bits entre nodos conectados, mecnica, elctrica

El bit es el elemento de sealizacin, existe transferencia asncrona ( receptor

se resincroniza en cada nuevo carcter) y sncrona (relojes se sincronizan y se

transmiten bloques de bits)

Comprobacin de errores (bit de paridad)

Modos de transmisin dplex, semidplex y smplex

Topologas punto a punto y multipunto

Tasa constante o variable

IEE 802.3 ethernet, IEE 802.5

o Capa de enlace: comunicacin fiable a partir de servicios de la capa fsica

Deteccin y correccin de errores

Transmite tramas, controlando que se enve en orden y correctamente

ISO 776, x.25(ITU), HDLC (ISO), LAPB, LLC.

o Capa de red tiene conciencia de topologa de red y decide ruta a seguir de forma

esttica o dinmica en base a informacin de otros nodos sobre estado de la red

Maneja bits en paquetes TCP/IP de 64Kb y IPV6 de 46b

Ofrece servicios con QoS para controlar congestin


10

CCITT X.25 Y X.75, IP, ITU Q.931,933

o Capa de transporte: comunica directamente nodos utilizando servicios de la capa de

red como transporte

Fragmenta mensajes de forma adecuada datos recibidos de la capa superior

para transferirlos a la capa de red

Realiza multiplexacin de forma transparente a otras capas

Control de errores y de flujo similares al nivel de enlace

CITT X.224, TCP Y UDP

o Capa de sesin: interfaz ms bsica a la red desde el usuario. Ofrece un SAP cada

usuario para el nivel de transporte en sistema multiusuario

o Capa de presentacin: realiza conversiones necesarias para presentar bits

o Capa de aplicacin: servicios que el usuario acostumbra a usar

X.400, X.500, SMTP, FTP, HTTP

- Modelo TCP/IP: interconexin de ordenadores mediante redes telefnicas, implementa

comunicacin entre redes de diferente tecnologas

o Capa host-red: engloba funciones de capa fsica-enlace de OSI, conecta host a la red

mediante algn protocolo basado en el envo de paquetes IP

o Capa internet: similar a la capa red en OSI, encamina paquetes hacia un destino

evitando congestin en la red.

Slo da servicio de conmutacin no orientado a conexin

Capas superiores nodo receptos reordena paquetes para presentarlos

Protocolo IP es el oficial, servicio de datagramas no fiable, tambin

llamado del mejor esfuerzo.

o Capa de transporte: similar a OSI, comunicacin host-host en la red

TCP: servicio fiable, paquetes ordenados y sin errores. SMTP Y FTP lo usan

UDP: no realiza control de errores ni flujo, NFS o transmisin multimedia

o Capa de aplicacin: realiza funciones de sesin-presentacin-aplicacin: telnet,

transferencia ficheros FTP, DNS, HTTP

COMPARACIN OSI/TCP-IP:

- En OSI primero fue el modelo y luego los protocolos, TCP/IP al revs.

- OSI distingue entre servicios, interfaces y protocolos, TCP/IP no.

- Redes broadcast no implementadas en OSI para capa enlace por ello se inserta subcapa MAC

habiendo problema para interconexin de redes diferentes, este es el alma mater de TCP/IP.

- OSI soporta servicios orientados a conexin (CONS) y no orientados a conexin (CLNS) en

capa de red pero slo CONS en capa de transporte. TCP/IP soporta slo CLNS en capa de red

pero ambos en transporte.


11

Protocolos TCP/IP frente modelo OSI 1


12

T2.INTRODUCCIN A LA RED

TELEFNICA CONMUTADA

EVOLUCIN DE LA RTC

Evolucin siempre encaminada a digitalizar la red y ofrecer servicios avanzados:

- Red completamente analgica: al

ser toda la red analgica se atena

con la distancia y necesitaba

amplificadores.

- Digitalizacin de la red de

transmisin: se implementan

conversores A/D en centrales.

- RDI (Red Digital Integrada): se

digitalizan centrales de

conmutacin pero no el bucle

abonado.

- RDSI (Red Digital de Servicios

Integrados: se introduce la

conmutacin de circuitos y se

digitaliza el bucle de abonado.

En una RTC si consideramos N personas, el nmero de cables necesarios ser de N(N-1)/2, siendo

necesarios N(N-1) aparatos telefnicos.

JERARQUAS EN LA RTC

Centrales se agrupan en niveles de jerarquas; prefijos telefnicos determinan estos niveles:

- Jerarqua tradicional: en ella tanto la conmutacin como la transmisin son digitales pero el

bucle abonado sigue siendo analgico. 20.000-65000 abonados/central

o Central terciaria o nodal

o Central secundaria (una por provincia)

o Central primaria

o Central local

Evolucin RTC 1


13

- Jerarqua digital: se dividen centrales en trozos que toman trfico lo digitalizan y lo llevan a

otra central

o Hay menos centrales pero ms potentes, alejadas y de mayor capacidad, bucle de

abonado ms corto

o En enlaces entre centrales se usa fibra ptica, abarata la transmisin y aumenta

longitudes

La RTC resuelve problemas creando subredes: acceso, transmisin, sincronizacin, conmutacin,

sealizacin, gestin e inteligente

RED DE ACCESO

Es la conexin fsica entre abonados y la primera central, es la parte ms cara (90%); formada por

central de abonador y los bucles de abonado

- Cada enlace se va subdividiendo en distinto pares hasta cada casa, se puede transmitir en

analgico o digital

- Bobinas de carga: aade polos y ceros a la respuesta en frecuencia, es til en bucles largos

- Derivacin en puente: va subdividiendo el bucle de abonado para llegar al abonado

- Bucle abonado incorpora imperfecciones: edad del cable, empalmes de cables provoca

reflexiones, ruido trmico o impulso e interferencias de radio

VISIN GENERAL DE LOS BLOQUES FUNCIONALES:

- Conmutador tiene una matriz de conmutacin cara, es ms eficiente agrupar varias lneas

usando un concentrador. Bloque de control es el encargado de interpretar mensajes de

sealizacin.


14

- Red de acceso tambin es usada para otros servicios como el ADSL donde el repartidor

independiza bucle abonado de la central

Bucle de abonado analgico: informacin se transmite en 2 hilos por abonado usando bobina

hbrida para la duplexin.

- Bobina hbrida integrada en telfono efecta la conversin de dos a cuatro hilos, permitiendo el funcionamiento bidireccional y el acoplamiento de las impedancias del micrfono, auricular y lnea. Esta bobina No es ms que un transformador especial que divide la potencia a partes iguales entre cualesquiera dos puertas adyacentes, impidiendo el paso de potencia a la puerta opuesta.

- La SLTU (unidad de terminacin de lnea de abonado) se encarga del control del telfono y funciones de lnea:

o Alimentacin o Proteccin o Alerta o Supervisin o Conversiones A/D o Conversiones de 2 a 4 hilos o Pruebas

- Seal analgica se digitaliza antes de la conmutacin mediante codificacin MIC, protocolo G.711:

o Filtrado paso bajo de 300-3500 HZ para evitar aliasing quedando parte vocal o Muestreado a 8KHz o Codificacin logartmica siguiendo la ley A de 8 bits/muestra; se pone en el canal una

seal digital a una tasa de 64 kbps tomando una muestra cada 125microseg.

Bucle de abonado digital: 2 lneas por abonado usando multiplexin MDT sin bobina hbrida.

- D-SLTU: alimentacin, proteccin,, supervisin y pruebas - Canales telefnicos se multiplexan en PCM de 32 slots de 8 bits a 64kbps, slot 0 para

alineamiento y 16 para sealizacin

RED DE TRANSMISIN

Parte de la RTC que une centrales, transmisin analgica en el bucle de abonado y digital en el resto de la red mejorando la calidad de transmisin.


15

Multiplexor primario une 30 canales MIC , pero es necesario concentrar ms canales, hay 2 alternativas:

Jerarqua digital plesicrona (PDH)

rgimen binario a la salida de los multiplexores no se corresponde con el rgimen binario de las entradas sumados debido a que se aade informacin adicional de sealizacin para contrarrestar inconvenientes de transmisin asncrona. Ajuste de relojes mediante eliminacin e insercin de bits de relleno.

o Trama E1: 32 intervalos de bits durante un periodo de muestreo (125microseg)

I0: alineamiento de trama, comienzo, no lleva voz

Cv1cv30: canales de voz

I16: sealizacin, no lleva voz

o Al subir nivel de jerarqua se debe dedica ms cantidad a sealizacin y errores.

o Alineamiento de trama permite al demultiplexor de orden superior reconocer el

comienzo de cada trama

o Tamaos

E1: 30+2 canales aprox a 2.048 Mbps

E2: 120+8 canales aprox a 80448 Mbps




Jerarqua digital sncrona (SDH)

Relojes sincronizados y el rgimen binario a la entrada y salida es el mismo debido a que la

trama lleva una cabecera fija para sincronizacin.

o Multiplexores STM-1 que suman a 155 Mbps, sus mltiplos utilizan tasa en factores de

4N.

o STM-4 suma a 620 Mbps.

o STM-16 va a 2.486 Gbps.

RED DE SINCRONIZACIN


16

Es necesaria en la RTC ya que se presentan fluctuaciones de fase entre relojes por imperfecciones,

envejecimiento, ruido, efecto Doppler, se provocan dos tipos de problemas:

- Deslizamiento de tramas (slips): receptor se desborda y elimina bits que llegan o lee ms

rpido y se vaca enviando bits errneos.

- Demultiplexin incorrecta; genera un error en la comunicacin y provoca un click.

Existen dos soluciones para combatir la aparicin de slips:

o Plesicrona: relojes de centrales son independientes, fluctuaciones se acotan, relojes

son peridicamente reajustados.

o Sncrona: imprescindible para transmisin SDH, hay sincronizacin jerrquica entre

niveles y mutua en cada nivel.

RED DE CONMUTACIN

Encaminamiento de informacin en la red, requiere sealizacin e informacin de control, puede

realizarse a distintos niveles, hay dos tipos

- Espacial: selecciona enlace de salida adecuado

- Temporal: selecciona momento en el que se transmite al siguiente enlace

Conexin mediante conmutacin de circuitos: es digital y para alcanzar mxima eficiencia se usan

concentradores con ms entradas que salidas (ya que no todos los usuarios acceden a la vez)

formando un multiplexor de mayor rendimiento, tiene varias fases:

- Establecimiento del circuito: se recorren los nodos y enlaces del trayecto y se reserva

capacidad necesaria, se usa sealizacin para ver si recursos estn ocupados

- Transferencia informacin: transmisin de datos a travs de los recursos reservados, slo usa

capacidad reservada, no existen colas de espera y asegura retardos limitados

- Liberalizacin del circuito: se liberan recursos reservados para otra conexin

Una central puede estar parada 2h en 40 aos, para ello existe redundancia de conmutacin en la red,

asegura el servicio duplicando elementos de conmutacin

RED DE SEALIZACIN

Permite el dilogo entre entidades, es necesario que sea full-dplex para que ambos terminales

enven informacin de control. Permite tambin a las centrales dialogar entre s, varias centrales

pueden verse involucradas en una nica llamada. Funciones:


17

- Establecimiento y liberalizacin de conexin

- Identificacin de interlocutores

- Seales de alerta y marcacin

- Seales de congestin y ocupado

- Asegura fiabilidad de conexiones y facilita tareas de mantenimiento

TIPOS DE SEALIZACIN

- Dos modalidades de sealizacin en red:

o Por canal asociado (CAS): sealizacin y llamada van por el mismo canal.

Repertorio de seales reducido, canal no se utiliza cuando no se transmite

Multiplexacin esttica (reparto del canal de forma determinista)

En lnea: seales y voz van por el mismo canal, utilizada en redes analgicas,

tiene baja velocidad y capacidad limitada. Si un telfono manda sealizacin

por red digital SLTU la separa y la enva por el canal de sealizacin, hay 2

tipos

Dentro de banda: puede escucharse por el usuario

Fuera de banda: usa banda de frecuencias distinta

Fuera de lnea: existe una canalizacin exclusiva para sealizacin, usada en

redes digitales, tiene modelo de capas y mayor capacidad.

o Por canal comn (CCS): sealizacin va por canales independientes a la voz, red

especfica para sealizacin.

Gran capacidad y flexibilidad

Canal digital con rgimen binario de 64 Kbps

Multiplexacin estadstica: se reserva lo que se necesita

Sealizacin red-red

STP: puntos de transmisin de sealizacin en la red independiente a la voz

Modos de funcionamiento:

Modo asociado: voz y sealizacin van por la misma ruta.

Modo no asociado: voz y sealizacin por rutas distintas.


18

Modo cuasi-asociado: usado en SS7, camino de sealizacin est

predeterminado y es fijo pero pueden ir por distintas rutas para

balancear la carga.

Podemos distinguir sealizacin de usuario y red entre:

- Usuario-red: permite al abonado establecer y liberar llamadas

o Analgica (CAS): Deddica (cada dgito es un nmero de pulsos) o multifrecuencia

(cada dgito son 2 tonos de seales sinusoidales).

o Digital (Q.931): canal de 6 64 Kbps para 2 a 30 canales de voz.

- Red-red (Q.700): permite a centrales coordinarse entre s. Es necesario identificar a qu canal

de voz se refiere cada mensaje

RED DE GESTIN

Labores de planificacin organizacin, supervisin y control de elementos de comunicaciones para

garantizar un nivel de servicio a un coste, existe una clasificacin de las tareas mayor:

- Nivel de negocio: ventas, facturacin, inversiones)

- Nivel de servicio: servicios bsicos a los clientes como telefona.

- Nivel de red: optimizacin de rutas, extensiones, gestin del trfico.

- Nivel de elementos de red: instalacin de equipos, mantenimiento, reparaciones.

RED INTELIGENTE

Ofrece nuevos servicios complejos sobre la base de la RTC sin modificar la base instalada, servicios

controlados por SCP (punto de control de servicio) remoto.

- Servicios 90X/80X

- Cobro revertido

- Pago compartido

- Servicios prmium

- Llamadas masivas

Inteligencia de red mediante encaminamiento flexible usando origen y hora y distribucin de llamadas


19

T3.INTRODUCCIN A LA RDSI Y

Q.931

INTRODUCCIN

La RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) proporciona servicios vocales y no vocales en la

misma red extremo a extremo digitales, usuarios acceden a travs de interfaces normalizadas, se

mantiene el bucle de abonado (2 hilos), se deben realizar modificaciones para adaptar la RTC y

proporcionar servicios de mayor tasa.

ITU-T recoge estndares en los que se

sustenta la RDSI; modelos, configuraciones

y mtodos.

- I.100: conceptos generales RDSI.

- I.200 servicios proporcionado a

usuarios.

- I.300: cmo acta la red para proveer

servicios.

- I.400: interfaz usuario-red.

- I.600: mantenimiento lnea de

abonado

Existe un mayor uso del ADSL y menor de RDSI (BRA), tasa 2.64Kbps y rpido establecimiento de

llamas y mdem VB, 50 kbps, lento establecimiento de llamada

DEFINICIONES

Interfaces de acceso: conexin fsica entre usuario y la red, compuesta por varios canales de acceso

en funcin de la necesidad del usuario. Tipos

- Acceso bsico (BRA): para baja tasa usa bucles instalados, usuarios individuales y pequeas

oficinas.

o 2 canales B 64kbps

o Canal D 16kbps

o 48kbps de entramado y sincronizacin forman la tasa de 192kbps

- Acceso primario (PARA): para alta tasa, necesita instalacin nuevos bucles, usado en hoteles y

grandes oficinas con uso de centralitas.

o 30 canales B a 64kbps

o Canal D a 64kbps

o Tasa de sincronizacin de 64kps forman 2.048Mbps

Canales de acceso: capacidad de la interfaz est dividida por tiempo (MDT), donde dedica 125 us a

cada canal a 64kbps, estructura requiere trama fsica que consume recursos. Tipos


20

- Canal D (datos): transferencia de sealizacin por canal comn asociada a voz o datos, 16 64

kbps.

- Canal B (portador): transporte de datos de usuario, rgimen binario de 64kbps.

- Canal H (alta velocidad): transmite datos a mayor velocidad, 384, 1536 y 1920 kbps.

ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS

En RDSI hay distintos planos para separar conmutacin de informacin y conmutacin de la

sealizacin:

- Plano de usuario (U): transferencia transparente de informacin. Usa canales B para

sealizacin, usando BRA permite tener 2 terminales y establecer 2 conversaciones

simultneas

- Plano control (C): sealizacin en RDSI, de un punto a la red implementa capas; fsica, enlace y

red en el modelo OSI, usa canales D para sealizacin.

- Plano de gestin (M): interacta con el resto de planos

TIPOS DE SERVICIOS

Cada servicio se define en base a sus atributos, un atributo es una caracterstica de un servicio (distintos

servicios pueden tener un mismo atributo),

- Servicios portadores: transmiten informacin entre interfaces usuario-red punto a punto,

define capacidad de transmisin y funcionalidades requeridas por la red. Tipos:

o Conexiones semipermanentes sobre canal B

o Conmutacin de paquetes sobre canal B y D

o Retransmisin de tramas sobre canal B y D

o Conmutacin de circuitos sobre canal B: red usa la capa 1.

Canal D encargado intercambio de informacin de control usuario-red para

establecimiento, terminacin y acceso a recursos de red

Velocidad de 64kbps y estructura 8KHz (8 bits entrada provocan 8 de salida)

Comunicacin por demanda, reservado o permanente y simetra

unidireccional o bidireccional simtrico

Configuracin puede ser punto a punto o multipunto


21

Velocidades

Canales D a 16 64kbps

Canales B a 64kbps

- Teleservicios: da un servicio hasta usuario apoyndose en servicios portadores (telefona, fax)

- Servicios suplementarios: aumentan servicios bsicos aadiendo caractersticas adicionales

como reenvo por ocupado, desvo de llamadas, mltiples nmeros de abonado

GRUPOS FUNCIONALES

GRUPOS FUNCIONALES

Equipos fsicos o combinaciones que definen configuracin de equipos locales

- TE1 (equipo terminal RDSI): telfono o equipo que se conecta a la red.

- TE2 (equipo terminal no RDSI): misma funcionalidad que TE1 pero no soporta interfaz RDSI.

- TA (adaptador de terminal): adapta al equipo TE2 a una red RDSI.

- NT1 (terminacin de red1): marca frontera entre usuario y bucle de abonado.

o Realiza funciones de capa 1 de modelo OSI: terminacin elctrica, alimentacin

o En BRA soporta conexiones multipunto, varios dispositivos conectados.

o Soporta mltiples canales (2B + D), siendo el flujo de bits a nivel fsico multiplexado

conjuntamente, utilizando multiplexin sncrona por divisin en el tiempo.

o Puede ser controlado por proveedor RDSI

- NT2 (terminacin de red2): marca frontera conteniendo funciones hasta capa de red (3).

o Funciones de gestin de protocolos de capas 2 y 3


22

o Concentracin, conmutacin y multiplexin capas 2 y 3

o Funciones de mantenimiento

PUNTOS DE REFERENCIA

Puntos encargados de separar distintos grupos funcionales

- T: terminacin de instalacin de red e inicio instalacin de usuario.

- S: separa equipos de usuario de labores de comunicaciones de red, interfaces individuales de

los terminales RDSI.

- R: unin entre equipos usuario no RDSI y su adaptador, suele cumplir con series V.xx o X.xx de

ITU-T.

- U: interfaz que describe seal de datos full-dplex en el bucle de abonado.

CONEXIONES MLTIPLES

Topologas de conexin de varios equipos

- Conexin de terminales RDSI en bus se conectan directamente a un NT1 o NT2

- Conexin en paralelo mediante NT2: NT2 acta como centralita que permite dilogo entre los

TE

CAPA DE RED

CARACTERSTICAS DEL Q.931.

Los mensajes Q.931 empiezan en un punto y acaban en el siguiente sin viajar por la red, proporciona

control de llamadas para los canales B y H haciendo uso del canal D. Realiza funciones de:

- Control de llamadas bsico; establecimiento, mantenimiento y liberacin de llamadas.

- Sealizacin usuario-usuario.

- Control de servicios suplementarios.

Para ello interpreta mensajes de la capa 3:

o Interacta con capa de enlace (LAPD) para transmitir/recibir mensajes.

o Administra temporizadores y entidades lgicas necesarias.

o Administra canales B.


23

NUMERACIN Y DIRECCIONAMIENTO

Basado en Plan de Numeracin E.164 con el objetivo de facilitar encaminamiento de la llamada,

tarificacin y diferenciar nmeros especiales. Identifica al canal D, al punto T, si hay varios conectados,

ambos suenan a la vez y usuario decide cual recibe la llamada.

- A una misma interfaz se le puede asociar dos nmeros pagando.

TIPOS DE MENSAJES Q.931 EN MODO CIRCUITO

Establecemos una serie de criterios para los tipo de mensajes:

o Direccin del mensaje:

Slo usuario a red: u -> r

Slo red a usuario: r->u

Ambos

o Significacin:

Significacin local: mensaje nicamente tiene sentido en origen o destino.

Significacin de acceso: relevancia en accesos origen y destino pero no en la

red.

Significacin global: relevancia en todos los accesos.

Los mensajes Q.931 se pueden clasificar segn las funciones que realizan:

o Establecimiento de llamada: incluye mensajes entre el terminal llamante y la red, as

como entre la red y el terminal llamado.

o Informacin de llamada: enviado entre usuario y la red una vez ue la llamada ha sido

establecita pero antes de la terminacin de llamada.

o Liberacin de llamada: entre usuario y la red para finalizar llamada.

o Varios: entre usuario y red en varias etapas, util para negociar caractersticas de la red

como servicios suplementarios.


24

MENSAJE SIGN DIR FUNCIN

Establecimiento llamada

ALERTING Global Ambos Telfono acepta la llamada sonando

CALL

PROCEDING

Local Ambos Se est intentando establecer llamada

CONNECT Global Ambos Aceptacin llamada por el TE llamado

CONNECT ACK Local Ambos Usuario ha recibido la llamada

PROGRESS Global Ambos Progreso de una llamada

SETUP Global Ambos Establecimiento de llamada

SETUP ACK Local Ambos Establecimiento de llamada iniciado pero requiere de ms informacin

Informacin llamada

RESUME Local u->r Solicita reanudacin llamada suspendida

RESUME ACK Local r->u Llamada requerida ha sido reestablecida

RESUME EJECT Local u->r Fallo en reanudacin de llamada suspendida

SUSPEND Local u->r Solicita suspensin de llamada

SUSPEND ACK Local r->u Llamada ha sido suspendida

SUSPEND

REJECT

Local r->u Indica error o suspensin de llamada

Liberacin llamada

DISCONNECT Global Ambos Enviado por usuario solicitando liberacin de conexin. Enviado por red indicando liberacin de conexin

RELEASE Local Ambos Intento de liberacin de un canal

RELEASE

COMPLETE

Local Ambos Libracin de canal y referencia de llamada

Varios

INFORMATION Local Ambos Provee informacin adicional

NOTIFY Access Ambos Informacin sobre una llamada

STATUS Local Ambos En respuesta a STATUS INQUIRY o para informar de un error

STATUS

INQUIRY

Local Ambos Solicita mensaje STATUS

PROCEDIMIENTOS


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CONEXIN EN MODO CIRCUITO EN BLOQUE


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CONEXIN EN MODO CIRCUITO SOLAPADA

CONEXIN EN MODO CIRCUITO SOLAPADA

DESCONEXIN EN MODO CIRCUITO


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INTERFUNCIONAMIENTO CON TERMINAL RTC

- Referencia de llamada es un nmero que identifica la llamada. En el terminal B no hace falta al

ser un bucle analgico.

- B no puede indicar que quiere hablar con un TEI en concreto en A ya que en RDSI suenan todos

los telfonos de un mismo cable, no se identifican terminales dento de lo que pertenece al

usuario.

FORMATO DE MENSAJES Q.931

- Disciminador de protocolo: identifica el protocolo de nivel 3 que usa el mensaje.

- Referencia de llamada: identifica en una interfaz la llamada a la que pertenece el mensaje,

tiene significado local dentro de la interfaz que transcurre la llamada. Se divide en:

o Longitud: especifica la longitud del resto del campo.

o Bandera: 0 si el mensaje procede del lado llamante y 1 si es del lado destino.

o Referencia de llamada: nmero que identifica una conexin. Lo asigna el TE y NT, en

una misma interfaz dos coneciones pueden usar la misma referencia de llamada ya

que ser posible distinguirlas por el TEI que usan.

- Tipo de mensaje: identifica el tipo de mensaje utilizado (SETUP, CALL PROCEDING).


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- Elementos de informacin: datos relativos al mensaje (nmero llamado, tipo de servicio

solicitado, canal afectado, causa de liberacin). Segn el mensaje tendr una longitud u otra

y su presencia puede ser obligatoria, opcional o prohibida.

o Capacidad del servicio portador: elemento obligatorio en mensajes SETUP para

decidir compatibilidad del terminal destino para facilitar funcionamiento. Indica

recursos necesarios para atender llamada.

Modelo de servicios de nivel de red: el paquete Q.931 se enva encapsulado en una trama Q.921 que

se enva con el protocolo I.430/I.431.


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CAPA DE ENLACE

Protocolo LAPD (Link Acces Protocol D Channel): para comunicaciones entre abonado y la red,

definido en Q.921. Todo el trfico de canal D usa el protocolo LAPD.

Tiene como objetivo proporcionar transferencia fiable de datos entre entidades del canal D, posee

funciones del nivel de enlace OSI.

Se usa con topologa punto-multipunto, por lo que necesita direcciones de enlace nicas para

identificar la interfaz (distinguir nodos) que se desea que reciba el mensaje. Las operaciones pueden ser

con asentimiento y sin asentimiento, pueden coexistir en un mismo canal D:

o Con asentimiento: deber poder identificar tramas con un nmero y enviarlas en

secuencia. Ambos extremos deben acordar cuando empezar a numerar. Si no se

asiente una trama se reenva (hay control de flujo y errores). Tramas llevarn un

campo que indica a qu terminal y conexin pertenecen.

o Sin asentimiento: no necesitan numeracin. Deteccin de errores descarta tramas

errneas (no hay control de flujo), no se garantiza entrega a entidades de nivel 3.

Estructura de la trama

- Flag: delimitan trama mediante un patrn de 8 bits (01111110). Se usa tcnica bit stuffing para

no poner restricciones a los envos estropeando alineamiento. Cada vez que se transmitan

cinco unos seguidos (11111) se pondr un cero y en el destino si encuentra cinco unos seguidos

elimina el sexto bit, y si encuentra seis bits a uno seguidos (111111) lo toma como final de

trama.

- Direccin: LAPD debe lidiar con dos multiplexaciones para ser identificado.

o En el lado del abonado, donde varios dispositivos pueden compartir capa fsica.

o En un mismo dispositivo identificando si trfico es de datos o sealizacin.


30

Para solucionar estos problemas se definen dos entidades:

TEI (Identificador de Extremo Terminal): entero codificado en 7 bits, cada

dispositivo conectado a un bus S/T tiene asignado un TEI, se asignan de

forma automtica o manual. El TEI debe ser nico en cada enlace y no sirve

para llamar a un TE1.

SAPI: identificador del punto de acceso al servicio LAPD en un terminal.

Identifica al usuario de la capa 3 dentro de un dispositivo, tiene 4 valores y de

ellos depende cmo se trata la trama.

- Control: identifica tres posibles tipos de tramas.

- Informacin: contendr mensajes Q.931 de longitud variable.

- FCS: cdigo de deteccin de errores.

CAPA FSICA

Existen dos tipos de conectores para los dos tipos de acceso:

- BRA: cable menor de 10 metros, terminales no se escuchan entre ellos pues ambos transmiten

nicamente al NT1 o NT2.

o Usa 4 hilos retorcidos 2 a 2 uno para cada sentido que pueden telealimentar a

terminales.

o Bucle abonado es similar a RDI.

o Usa como conector BNC o ISO 8877.


31

- PRA: slo se permite la conexin interfaz S/T con conexin punto-punto.

o Usa cables retorcidos o cables coaxiales.

o Para el bucle abonado no sirve el tradicional, se necesitan 2 cables coaxiales o pares

de cable apantallados.

Estructura de la trama para interfaces: debe soportar varios canales y consume parte de la

capacidad para funciones de soporte y alineamiento, tipos:

- BRA: encapsula dos canales B y uno D.

- PRA: es la misma que la de E1-PDH, usando timeslot0 para tareas fsicas y TS16 para el canal

D. nicamente se permite configuracin punto-punto, multiplexa varios canales en un nico

medio de transmisin.

Estructura de la trama, interfaces U. Transmisin existente entre abonado y la central local.

- BRA: duplexin por cancelacin de ecos.

- PARA: G.703.


32

T.4.SISTEMA DE SEALIZACIN

POR CANAL COMN N7

INTRODUCCIN

Sealizacin: intercambio de informacin no vocal que tiene como funcin controlar el camino

(circuito) dedicado en exclusiva entre los extremos de la conexin (abonado-central, central-

central, central-centro de congestin de red).

- Funciones:

o Seales de supervisin: disponibilidad de recursos.

o Seales de direccin: identificacin, localizacin de abonados, encaminamiento.

o Seales de informacin de llamada: estado de la llamada (tonos audibles).

o Seales de gestin de red: mantenimiento y operacin de la red.

- Objetivos:

o Establecimiento, liberacin y otros controles de las llamadas (plano C).

o Labores de gestin de red (plano C/M).

- Sealizacin se realiza entre varias entidades:

o Abonado - central.

o Central - central.

o Central - centros de gestin de red.

TIPOS DE SEALIZACIN DE RED

- Asociada al canal: sealizacin y llamada van por el mismo canal fsico, cada enlace tiene una

capacidad predeterminada.

o Analgica: sistema C5 (normas Q.140 a Q.180). Hay seales de direccin (tonos

distintos de DTMF) y seales de supervisin.

o Digital: E1R2 (Q.400 a Q.492). Estndar de sealizacin CAS.

- Canal comn: usa el canal de sealizacin de manera conjunta.

o CSS6: recomendaciones Q.251 a Q.300.

o CSS7: Q.700 a Q.788, utilizado en RDI y redes mviles.


33

CSS7. SISTEMA DE SEALIZACIN N 7

DEFINICIN

Es un sistema de sealizacin de red por canal comn (bit 16) de propsito general. Caractersticas:

- Definido en recomendaciones Q.7xx de la ITU-T por un conjunto de protocolos.

- Es una red privada de conmutacin de paquetes usada para labores de sealizacin.

- Puede ser usado por redes digitales y de conmutacin de circuito (RTC, RDSI, redes

inteligentes y redes mviles).

- Sealizacin es informacin de control prioritaria y se enva de forma fiable gracias a un nivel

de red y enlace fiable.

- Objetivos :

o De Control de llamadas.

o De control a distancia.

o De gestin.

o De mantenimiento.

- SS7 est optimizado para canales digitales de 64Kb/s aunque puede funcionar sobre :

o Velocidad binaria menor.

o Canales analgicos.

o Enlaces punto a punto terrestres o por satlite.

CONCEPTOS BSICOS

- Red de sealizacin consta de:

o Puntos de sealizacin, SP. Son los nodos de la red SS7. Manejan mensajes de

sealizacin y de informacin de usuario.

o Puntos de transferencia de sealizacin, STP. Responsables de la transferencia de

mensajes entre nodos SS7. Encaminan el mensaje en funcin de su informacin.

o Enlace de sealizacin. Capacidad de 64Kb/s, comunican STP y SP entre s.

- Cdigo de punto, PC. Identifica a cada nodo SP y STP, sigue plan de numeracin de la ITU-T.

- Conjunto de enlaces de sealizacin (linkset). Conjunto de rutas entre nodo origen y destino

que puede seguir un mensaje, diseado para no estar cargado ms del 50% del tiempo.

- Grupo de enlaces de sealizacin. Grupo de enlaces en un linkset con caractersticas iguales.

- Ruta de sealizacin: camino preestablecido entre nodo origen y destino.

MODOS DE SEALIZACIN

Estudiaremos en SS7 el modo cuasi-asociado:

- Rutas SS7 se almacenan en cada SP.

- No se descubren rutas nuevas a menos que haya error en los enlaces.

- Secuencia de mensajes en una conexin, sigue la misma ruta si no hay errores.

ORGANIZACIN DE SS7.

La torre de protocolos tiene varias partes:


34

- Parte comn o NSP. Sistema que ofrece al usuario transferencia fiable de mensajes de

sealizacin, implementados en STPs y SPs:

o MTP

o SCCP

- Parte de usuario. Hace uso de servicios de parte comn, evoluciona adaptando algunos

elementos de SS7 al modelo OSI, slo implementado en los SPs.

ARQUITECTURA DE SS7

- MTP. Servicio de encaminamiento de sealizacin no orientado a conexin. Tiene 3 niveles,

comprende funciones de transporte de informacin de un SP a otro. Proporciona transferencia

fiable (orden correcto y sin prdidas).

o MTP1: enlace de datos de sealizacin. Caractersticas fsicas, elctricas y funcionales

del enlace de datos y medios para acceder al mismo, enlace fsico full-dplex.

o MTP2: enlace de sealizacin. Encargado de la transferencia fiable por MTP1 entre

dos puntos de sealizacin adyacentes.

o MTP3: red de sealizacin. Realiza:

Funciones de transferencia y procedimientos comunes e independientes de

la operacin de los enlaces de comunicacin.

Funciones de tratamiento de los mensajes de sealizacin; entrega mensajes

entrantes a la parte de usuario y encamina mensajes salientes.

Funciones de gestin de la red de sealizacin, informa estado de nodos.

- SCCP. Dota a la red de mtodos flexibles de encaminamiento; permite servicios orientados a

conexin y no orientados a conexin.

o Complementa a MTP3 para que su actividad en conjunto fuera el nivel de red de OSI.

o Transfiere informacin de sealizacin no relacionada con el circuito (interacta con

bases de datos).

o Permite control de conexiones de sealizacin en la red SS7.

o Proporciona capacidad de traduccin de ttulos a cdigos de punto de sealizacin y

nmero de subsistema (p.e. encaminamiento basado en dgitos marcados).


35

- ISUP. Situado sobre MTP provee sealizacin asociada al circuito para establecer, mantener y

liberar llamadas. Controla la sealizacin de abonados RDSI.

- TCAP. Permite a las aplicaciones comunicarse entre ellas:

o MAP: sealizacin de redes mviles.

o INAP: consulta a las bases de datos.

o CAP: consulta base de datos para redes mviles.

ISUP

Definicin. Es el responsable de establecimiento y liberacin de enlaces utilizados para el

intercambio de llamadas.

- Definida en recomendaciones Q.761 a Q.769.

- Permite sealizacin tanto para RDSI como no RDSI.

- Usa servicios de transporte de MTP o SCCP dependiendo del servicio que se requiera

- ISUP define procedimientos y flujo de sealizacin para proporcionar servicios por

conmutacin de circuitos (llamadas tanto vocales como no vocales).

- Interfunciona con el protocolo de control de llamadas usuario-red de RDSI Q.931 y presenta

flexibilidad para mejorarse en un futuro.

ISUP FRENTE A Q.931

- Q.931 es sealizacin entre usuario-red/centrales.

- ISUP es sealizacin entre centrales. Se encarga de reservar circuitos entre centrales; hay

diferentes tipos de mensajes para establecimiento, liberacin y supervisin de circuitos.


36

Formato de los mensajes ISUP.

- Etiqueta de encaminamiento (MTP3). Forma parte de la cabecera

MTP3. Incluye:

o OPC y DPC: puntos fuente y destino de mensajes.

o SLS: cdigo del enlace de sealizacin, se usa para compartir

carga entre mltiples enlaces fsicos.

o Toda la secuencia de mensajes tienen la misma etiqueta de

encaminamiento.

- CIC: cdigo de identificacin de circuito.

o Especifica de los 30 canales cuales se usa.

o Dado que las conexiones nx64Kb/s siempre usan time slots

adyacentes, basta con un CIC.

- Mensaje ISUP:

o Cdigo de tipo de mensaje: identifica el mensaje ISUP que se

enva. El contenido del mensaje depende de este campo.

o Parte fija obligatoria: parmetros obligatorios del mensaje con longitud fija.

o Parte variable obligatoria: parmetros de longitud variable con su longitud y

contenido.

o Parte facultativa: parmetros opcionales del mensaje con nombre longitud y

contenido.

CATEGORAS DE MENSAJES ISUP

Categora de mensajes Funcin

De establecimiento

Hacia adelante

Establecimiento de un circuito

Identifica las centrales y caractersticas de la llamada

Generales Informacin adicional durante el establecimiento, comprueba caractersticas en caso de varias RDSI

Hacia atrs Soportan proceso de establecimiento de una llamada

Inicia contabilidad y tarificacin

De supervisin

De llamadas Adicionales para establecimiento de una llamada

Indica si ha sido respondida

De circuitos Relativas a un circuito establecido

Liberacin, suspensin y reanudacin

De grupo de circuitos

Trata grupo de circuitos como una unidad simple

De modificacin dentro de una llamada

Altera caractersticas o facilidades de red durante una llamada

De extremo a extremo informacin de usuario extremo a extremo

MENSAJES ISUP ESENCIALES

- IAM (initial address message): mensaje hacia adelante.


37

o Contiene informacin necesaria para establecer una llamada.

o Se genera al recibir mensaje SETUP de Q.931.

o IAM puede interpretarse como tomo X circuito para la llamada Y.

- SAM (subsequent address message): mensaje hacia adelante.

o Se usa tras IAM para enviar informacin relativa a la llamada.

- ACM (address complete message): mesaje hacia atrs.

o Se enva desde central destino para indicar que se han recibido todos los dgitos

- ANM (answer message): mensaje hacia atrs.

o Se enva cuando central destino recibe CONNECT.

o Se interpreta como la accin de descolgar del usurio, inicia tarificacin.

- CPG (call progress): mensaje bidireccional.

o Indica un evento durante la llamada (usuario ocupado/disponible).

- REL (release message): mensaje bidireccional.

o Indica liberacin del circuito y espera mensaje RLC para pasar a reposo.

o Debe incluir motivo de liberacin.

- RLC: mensaje bidireccional como respuesta a REL.

EJEMPLO DE LIBERACIN DE LLAMADA

o CP destino se van modificando salto a salto.

o Mensajes IAM van reservando circuitos.

o Mensajes IAM van entre SPs.

Llamada ordinaria completa, en bloque


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Llamada ordinaria completa, solapada. Va enviando dgitos de en uno en uno de manera que puede

que sin completarlos todos sepa cmo encaminar la llamada.

Liberacin de la llamada normal: se van liberando los circuitos desde el terminal

que colg el telfono hasta el otro extremo.


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SERVICIOS ISUP

- Bsicos: establecimiento y liberacin de llamadas por conmutacin de circuitos.

- Suplementarios: ISUP proporciona mensajes y parmetros creados para soportar servicios

suplementarios en la red.

o Identificacin lnea llamante.

o Prohibicin de llamadas entrantes/salientes.

o Marcacin directa de extensiones.

- Es un sistema no extensible, no puede dar cabida a nuevos servicios.

ISUP Y PORTABILIDAD DE NMERO DE TELFONO (LNP)

Definicin. Nmero de telfono es lo que se usa para encaminar geogrficamente o a un operador

concreto.

- Portabilidad del nmero local (LNP). Consiste en cambiar de compaa manteniendo el

nmero de telfono. Se distingue:

o Red donante: la que originalmente posea el nmero.

o Red receptora: operador que acoge al usuario con su nmero.

MTODOS PARA IMPLEMENTAR LA PORTABILIDAD

- LNP: encaminamiento hacia delante (OR).

o Se encamina la llamada hasta la red donante.

o Red donante consulta base de datos para determinar nuevo nmero de

encaminamiento no visible para el usuario, marcas de portabilidad estn por rangos.


40

o Red donante encamina la llamada hacia ese nmero.

- LNP: encaminamiento con retroceso (RTP).

o Llamada se encamina a la red donante.

o Red donante consulta base de datos de portabilidad.

o Red donante enva mensaje de retroceso a la central anterior con nmero de

encaminamiento.

o Central anterior cursa la llamada.

- LNP: consulta tras la liberacin (QoR).

o Encamina la llamada desde red origen hacia la red donante.

o Red donante libera circuito (RELEASE) y se desentiende.


41

o Central anterior a la donante se encarga de consultar la base de datos y encaminar la

llamada.

- LNP: consulta de toda la llamada (ACQ).

o Red llamante directamente enva una consulta de red inteligente (INAP) a la base de

datos de portabilidad.

o Red llamante es la encargada de realizar la llamada.


42

MTP3

Definicin. Realiza funciones de la capa de red en la torre de protocolos SS7.

- Debe asegurar transferencia fiable entre mensajes de sealizacin incluso cuando hay avera

(informando a partes distantes y reconfigurando el encaminamiento de mensajes).

- Los STP hablan entre s con mensajes MTP3, no intercambian ISUP pues no hablan de

circuitos.

- Red de sealizacin formada por SPs, STPs y enlaces de sealizacin.

FORMATO DE LA UNIDAD DE SEALIZACIN

- SIO (octeto de informacin del servicio). Contiene caractersticas ms generales del mensaje.

o Campo de sub-servicio: dice prioridad del mensaje y si la red es nacional o

internacional.

o Indicador de servicio: indica el usuario MTP y el tipo de mensaje transportado.

- SIF (campo de informacin de sealizacin). Contiende datos del usuario que son

transportados y una etiqueta de encaminamiento formada por:

o SLS (selector de enlace de sealizacin): determina la distribucin de mensajes a

travs de los enlaces y grupos de enlaces de la red.

En cada nodo que atraviese el mensaje se mantiene el SLS para poder enviarlo.

Pueden existir varias rutas origen-destino, aunque en general todos los mensajes de

una llamada seguirn la misma ruta.

o OPC. Cdigo de punto del nodo origen.

o DPC. Cdigo de punto del nodo destino. Ser el nodo destino (y nunca un nodo

intermedio que tengamos que atravesar), si los mensajes deben atravesar un nodo

intermedio, ste lee el DPC del mensaje y si no es para l busca por donde enviarlo.

FUNCIONES DE LA RED DE SEALIZACIN.


43

Tiene como objetivo asegurar la transmisin de mensajes de sealizacin de forma fiable incluso con

averas mediante dos funciones:

- Tratamiento de mensajes de sealizacin (SMH). Encargado de encaminar mensajes hacia su

destino mirando DPC, enlace de sealizacin directo entre ambos terminales o uno o ms

STPs.

Varias etapas:

o Discriminacin. Determina si el mensaje est destinado a ese punto o no consultando

al SIO (campo indicador del servicio), as le dar el mensaje al encaminamiento o a la

distribucin.

o Encaminamiento. Usa el SLS para encaminar. Ocurre cuando un usuario enva un

mensaje o un mensaje recibido no tiene el mismo DPC que el punto.

o Distribucin. Determina el PU (usuario de MTP3) examinando el SIO, es ISUP o SCCP.

- Gestin de red de sealizacin. Debe controlar la red en caso de fallos y averas usando

mensajes y procedimientos asegurando su funcionamiento. Sealizacin afecta a todos los

abonados, el objetivo del SS7 es menos de 0min de indisponibilidad por ao.

o Funciones:

Reconfigurar la red en caso de avera.

Activacin y alineamiento de los nuevos enlaces de sealizacin.

Controlar el trfico en caso de congestin.

Monitorizar el estado del enlace estableciendo rutas alternativas.

Recuperar la prdida de mensajes.

o Procedimientos de gestin. Implica el control de estado de los siguientes elementos:

Enlaces se sealizacin. Tienen varios estados:

Disponible.

Indisponible por un fallo de enlace (desactivado, bloqueado,

pruebas).

Rutas de sealizacin. Pueden estar:

Disponible.

Restringida.

Indisponible.

Puntos de sealizacin. Un SP puede estar disponible/indisponible.


44

Conjunto de rutas de sealizacin. Pueden estar congestionadas o no.

o Monitorizacin del trfico, enlaces y rutas:

Gestin de enlaces de sealizacin. Tiene varias funciones:

Activacin: se hace disponible un enlace para cursar trfico de

usuario MTP3.

Desactivacin: proceso para retirar un enlace del servicio.

Restablecimiento: proceso de restaurar un enlace tras un fallo.

Atribuye terminales de sealizacin a enlace de datos.

Gestin del trfico de sealizacin.

Funciones:

Modifica el encaminamiento de sealizacin desviando el

trfico desde rutas indisponibles a alternativas.

Reduce el trfico de un SP en caso de congestin.

Re-arranca la MTP de un SP.

Procedimientos:

Retorno al enlace de servicio.

Re-encaminamiento forzado, desvo provocado por ruta

indisponible.

Re-encaminamiento controlado; ruta pasa a disponible.

Re-arranque de la MTP; actualiza su control y estado de

encaminamiento de la red.

Inhibicin por sistema de gestin para pruebas o

mantenimiento.

Control de flujo de trfico de sealizacin debido a

congestin.

Paso a enlace de reserva; desva el trfico a un enlace del

mismo grupo de enlaces disponibles o a otro de otro grupo

de enlaces cuando est indisponible. Se gestiona como los

mensajes:

Changeover order (COO): FSM de la ltima MSU

aceptada y el SLS defectuoso.

Changeover ACK (COA): FSN de la ltima MSU

aceptada y el SLS defectuoso.

Cuando el enlace est disponible se intercambian

mensajes:

Changeback declaration (CBD): enlace recuperado

Changeback ACK (CBA).

Gestin de rutas de sealizacin. Informacin sobre el estado de la red de

sealizacin para bloquear/desbloquear rutas. Procedimientos donde los STP

informan a los SP:

Transferencia prohibida (TFP).

Transferencia autorizada (TFA).

Transferencia restringida (TFR).


45

Transferencia controlada (TFC). Si hay congestin el STP avisa a

fuentes para cesar de enviar mensajes. Congestin:

Ocupacin > T: cola se llena y se mandan TFCs.

Ocupacin < A: no hay congestin, cesa envo de TFCs.

Ocupacin > D: mensajes son descartados.

Se programa un ciclo de histresis en el control del buffer entre los lmites A y T para prevenir

continuos cambios de estado del enlace.

Prueba de un conjunto de rutas (RST). Los SP que reciben

mensajes TFP o TFR lo emplean para recuperar informacin de

la ruta.

Prueba de congestin de conjunto de rutas (RTC). Actualiza

estado de congestin asociado a una ruta.

Ejemplo.


46

MTP2

Definicin. Encargado de transferencia secuencial, sin errores ni tramas duplicadas entre dos SPs

directamente conectados. Descrito en Q.703 y tramas de longitud variable.

FUNCIONES

- Delimitacin de unidades de sealizacin.

- Alineacin de las unidades de sealizacin.

- Transparencia.

- Deteccin y correccin de errores en el otro extremo, mediante dos mtodos:

o Go-back-N ARQ. Basada en la utilizacin de nmeros de secuencia.

o Retransmisin cclica preventiva. Usa temporizadores y asentimientos para hacer

retransmisiones.

- Control de flujo.

- Alineacin inicial tras un fallo.

- Supervisin de errores.

FORMATO UNIDADES DE SEALIZACIN

Transportan informacin de las capas superiores.

- Tipos de unidades de sealizacin. Se distinguen por el indicador de longitud (LI), todas tienen

7 octetos +LI.

o MSU (unidad de sealizacin del mensaje). Informacin de usuario, campos:

SIF: contenido real de la sealizacin 2 a 227 octetos.

SIO: octeto de informacin de servicio.

LI >3; 10 octetos donde SIO es 1 octeto.

o LSSU (unidad de sealizacin de estado del enlace):

SF es un campo de estado del enlace con 6 estados:

SIO: sin alineamiento, especifica usuario MTP3 que coloca mensaje

SIF.

SIN: alineamiento normal.

SIE: alineacin de emergencia.

SIOS: fuera de servicio.


47

SIPO: fallo procesador.

SIB: ocupado

1< LI


48

o Alineamiento del enlace. Establece sincronizacin y alineamiento entre las US para

que los SPs sepan inicio y fin una SU. Intercambio de LSSUs se basa en envi de SIE,

SIN, SIO y SIOS.

Vemos el proceso de monitorizacin del enlace al completo a modo de

diagrama de flujo.

En la figura aparece SIO que es un mensaje LSSU indicando estado del enlace, SIE es

utilizado en el caso que no haya enlace entre transmisor y receptos y OTT es el tiempo

de transmisin de octetos.


49

o Control de flujo. Cuando un SP detecta que el nmero de MSUs recibidas excede un

valor:

Comienza a enviar LSSUs con indicador de estado ocupado (SIB) hasta que

congestin desaparece.

El SP congestionado contina enviando MSUs y FISUs pero descarta las

MSUs entrantes.

Si la congestin persiste se indica enlace defectuoso y se busca otra ruta.

o Control de errores; MTP2 sube datos a MTP cuando la tasa de errores es menor que

un determinado umbral, tiene dos mtodos:

Mtodo bsico por retransmisin.

Obliga a enviar todas las transmisiones desde el fallo.

Asentimiento negativo y positivo. Cada mensaje asiente junto con el

indicador del ltimo mensaje libre de errores.


50

Slo se controlan los las MSU, las FISU y LSSU no se asienten pero

se contabilizan para la tasa de errores.

Transmisor guarda una copia de las MSUs transmitidas hasta que el

receptor las haya aceptado.

FSN y BSM se usa para controlar la secuencia al ir de 0 a 127 el buffer

de retransmisin no acepta ms de 128 MSUs.

Si FIB==BIB cuando llega un paquete, es que no ha habido ningn

fallo.

Mtodo de retransmisin cclica preventiva.

Se basa en la ausencia de asentimiento para indicar US corrupto.

Cuando no haya MSU o LSSU que transmitir se retransmiten las

MSUs pendientes de asentimiento.

Si se alcanza un lmite de MSUs retenidas, se retransmiten todas las

pendientes de asentimientos.


51

Valores de FIB y BIB son ignorados y estn a 1.

o Supervisin de errores:

Con enlace en servicio. Se supervisa la tasa de errores en la US para saber el

origen del fallo. Mtodo leacky bucket ya que el nmero de errores vara.

Parmetros:

Umbral T: si se alcanza se comunica a N3 enlace no fiable. Aprox 64

Umbral D: cada D tramas recibidas se descuenta un error. Aprox 256

N: nmero de octetos. Aprox 16

Con enlace en estado de prueba. Supervisa tasa de errores de alineacin.

Contador suma cada US con errores y cada N octetos (aprox 16), si

el contador alcanza el umbral T antes del periodo de prueba, se

aborta y empieza ste.

Hay dos periodos de distinta duracin:

Normal; Tin aprox 4.

Emergencia; Tie aprox 1.

Un enlace correcto son 256 tramas sin errores, es de 64Kb/s.

Con 5 intentos fallidos el enlace es no fiable.

MTP1

RECOMENDACIN Q.702.

Define las caractersticas fsicas, elctricas y funcionales del enlace.

- Usa un trayecto bidireccional con dos canales de datos a igual velocidad.

- Canales pueden tener distinta naturaleza:

o Digital. Canales de transmisin digital extrados de seales digitales. Velocidades de;

2.048Mb/s

1.544Mb/s

8.448Mb/s

64kb/s en mltiplex digitales con estructura para circuitos de datos.

o Analgico. Canales de transmisin analgicos a frecuencia vocal y mdems; hasta

4.8Kb/s en llamadas telefnicas.


52

MTP1 soporta velocidad de 64Kb/s en soporte digital.

- IT 16 en seales de 2.048Mb/s u otro.

- IT 67 a 70 en seales de 8.448Mb/s u otro si no est disponible.

TCAP

Definicin. Parte de aplicacin de capacidades de transaccin del protocolo SS7. Usado para

mensajes relacionados con servicios como transferencia de datos remota entre una central y base

de datos. Servicio no orientado a conexin.

Aplicaciones tpicas:

- Servicios asociados a red inteligente (INAP):

o Nmeros 90x, 80x.

o Bases de datos de informacin de lnea de abonado.

o Desvos de llamadas, retrollamada automtica.

o Portabilidad.

- Redes celulares (MAP): gestin de itinerancia (roaming).

ESTRUCTURA DE TCAP

Organizada en dos subcapas:

- Subcapa de transaccin:

o Establecimiento y gestin del dilogo (asociacin entre dos usuarios TCAP).

o Intercambio de mensajes que contienen los componentes (transaccin).

o Subcapa de transaccin gestiona los dilogos usando servicios sin conexin de SCCP

definiendo dos tipos:

Dilogo no estructurado; usa servicios SCCP clase 0.

Usuario TCAP enva a su usuario par componentes que no requieren

respuesta en mensajes unidireccionales.

Dilogo estructurado; usa SCCP clase 1.

Se inicia con TC-BEGIN: donde cada componente transmitida

contiene un mismo identificador de dilogo o transaccin (dialogue

ID o transaction ID).

Contina con TC-CONTINUE y finaliza con TC-END.


53

- Subcapa de componente:

o Intercambio de componentes entre usuarios TCAP; un componente es un medio para

invocar una operacin en un nodo remoto, slo se puede dar respuesta a una

solicitud.

o El dilogo se forma por la secuencia de componentes permitiendo varios dilogos de

manera simultnea.

o Existe una funcin de asociacin entre solicitud y respuesta; se definen cuatro

Unidades de Datos de Protocolo Operacionales (OPDU):

INVOKE ID ;con cuatro clases de operaciones remotas:

Clase 1: se informa en caso de xito o fracaso en la ejecucin.

Clase 2: se informa en caso de fallo.

Clase 3: se informa en caso de xito.

Clase 4: no se informa nunca.

RETURN RESULT.

RETURN ERROR.

REJECT (violacin del protocolo).

- TCAP admite segmentacin de la respuesta.

Mensajes de subcapa TCAP


54

Ejemplo 1 de TCAP:

SCCP

Definicin. Es un nivel mejorado de MTP3, est en las recomendaciones de Q.711 a Q.716, no est

relacionada con circuitos y provee de funciones adicionales propias de la capa de red.

- No se precisa para la sealizacin de llamadas telefnicas por conmutacin de circuitos, para

ello basta ISUP sobre MTP3.

Necesidades.

- Nivel de red de sealizacin no soporta todas las capacidades de encaminamiento y

direccionamiento de la capa de red OSI.

- SS7 debe aportar algo ms que sealizacin y precisa ms capacidad de direccionamiento.

- Se han de proveer servicios ms sofisticados entre SPs.

- Especificaciones ms complejas de usuario de un mensaje en un nodo.

MEJORAS

- En el direccionamiento.

o MTP3 slo direcciona CP, SCCP aade el SSN (nmero de subsistema) que identifica a

cada uno de los usuarios SCCP en un nodo al cdigo de punto PC.

o SSN sera como un nmero de puerto en TCP/IP.

o Proporciona capacidad para direccionar con ttulo global traduciendo a DPC+SSN (p.e

las cifras marcadas para poder identificarlas).


55

- En los servicios de transferencia de mensajes.

o Refuerza servicios de transmisin en secuencia no orientados a conexin de MTP.

o Enriquece servicios orientados a conexin para la transferencia de informacin entre

nodos.

SERVICIOS DE SCCP

Se ofrecen 4 clases de servicios organizados en dos categoras; cada uno posee su propio protocolo.

- Servicios no orientados a conexin. Refuerza el servicio MTP pudiendo mapear la direccin de

llamada sobre el cdigo de punto de sealizacin de MTP.

o Clase 0: sin conexin bsica; servicio de tipo datagrama. Las N-SDUs entregadas por

un usuario a SCCP se transportan sin conexin ni control de secuencia.

o Clase 1: sin conexin con entrega en secuencia; equivale a MTP forzando que todos

los mensajes tengan el mismo cdigo SLC/SLS.

- Servicios orientados a conexin. Operan sobre conexiones de sealizacin. Equivalen a

circuitos virtuales a travs de la red. Basados en el modelo de red de OSI, funciones de

transparencia, transferencia extremo a extremo, seleccin de calidad del servicio y

direccionamiento del usuario.

o Clase 2: con conexin bsica; no proporciona control de flujo, prdidas o error de

secuencia.

o Clase3: con conexin y control de flujo sobre conexiones lgicas, encase de prdida de

secuencia se notifica a los niveles altos.


56


57

T.5. LA TELEFONA IP

INTRODUCCIN

SITUACIN DE LAS OPERADORAS

Situacin actual de las operadoras. Gran mercado de crecimiento estancado y gran competencia (lo que

conlleva tericamente a precios ms bajos), usuarios demandan nuevos servicios y menores precios.

Situacin tecnolgica ha hecho que la evolucin de circuitos sea inviable (nuevos servicios como los

multimedia de difcil implementacin).

Consideramos grosso modo las caractersticas generales de una red de nueva generacin como:

o Conmutacin de paquetes (IP, ATM, MPLS).

o Separacin de las funciones de transporte, llamada y servicio. Servicios se separan del

transporte para permitir evolucin por separado.

o Interfaces abiertos entre transporte, control y aplicaciones. Usando arquitecturas con

pasarelas para la operacin de nuevos servicios.

o Capacidad de interconexin con redes tradicionales.

SIGTRAN. INTERFUNCIONAMIENTO CON Q.931/CSS7

Introduccin. Promueve el uso de una red IP controlada ya que puede ser fiable como la antigua,

caractersticas:

o Encaminamiento dinmico.


58

o Ms barata, flexible y fcil de configurar.

o Se usa red IP para la sealizacin tambin.

Redes de nueva generacin ofrecern todos los servicios a travs de IP, disminuye necesidades de

infraestructuras, las usaremos para llevar sealizacin de circuitos (mensajes Q.931 y SS7) y mediante

capas de adaptacin usaremos las mismas primitivas de siempre, de forma que el usuario no lo nota.

SIGTRAN (SIGNALING TRANSPORT)

Ofrece transporte transparente de protocolos de sealizacin en la red IP.

o Basado en mensajes Q.931, MTP3 y partes de usuario SS7 y en cualquier punto (RDSI,

RTC, PLMN (mvil)).

o Soporta primitivas normalizadas en la interfaz con la aplicacin de sealizacin de

SCN (switching commutation network) que est siendo transportada.

o Complementa al protocolo de transporte IP con funciones diseadas para satisfacer

requisitos de transporte de sealizacin SCN.

o Ofrece transporte transparente de protocolos de sealizacin para redes de

conmutacin de circuitos.

ARQUITECTURA

Define requisitos funcionales y marco de referencia, relaciones entre entidades fsicas y funcionales que

intercambian informacin de sealizacin, interfaces donde se puede usar SIGTRAN, requisitos

funcionales y de comportamiento que se aplican a los protocolos de sealizacin de SCN, mtodos de

encapsulado y protocolos extremo a extremo.

- Arquitectura de red integrada (INA).

La idea es que la red de conmutacin de circuitos y la nueva red IP interfuncionen.

o Acceso por MG y SG.

MG (Media Gateway). Termina flujos de medios (voz,etc.) de la SCN.

Convierte en paquetes el flujo de la SCN (red de conmutacin de circuitos) y

entrega el trfico a la red IP para transportarlo a su destino.


59

SG (Signaling Gateway). Recibe y enva sealizacin de la SCN en la frontera

de IP. Retransmite, traduce o termina la sealizacin de la SCN. SS7 o Q.931.

o Acceso por AG.

AG (Acces Gateway). Permite acceso a red integrada, soporta funciones de

pasarela de medios y de sealizacin. AG=MG+SG

o Acceso por IP.

Si la llamada es entre terminales sobre red IP no est involucrada la

arquitectura SIGTRAN.

ELEMENTOS DE LA RED

- MG (Media Gateway). Convierte en paquetes el flujo de la SCN.

- SG (Signaling Gateway). Retransmite, traduce o termina la sealizacin de la SCN.


60

- MGC (Media Gateway Controller). Maneja registro y gestin de los recursos de la MG. Autoriza

el acceso a dichos recursos mediante polticas locales.

- AS (Application Server). Punto de origen o terminacin para aplicaciones de protocolo de SCN.

- AG (Access Gateway). Soporta funciones de pasarela de medios y de sealizacin.

- SSP y SCP. Relacionados con la labor que hace TCAP.

o IP SCP (IP Service Control Point). Punto de control de servicio. Pertenece a la red IP

pero es direccionable desde la red SS7.

o SSP. Son centrales de conmutacin con funciones de red inteligente.

- Telfono IP. Terminal incluido en la red IP.

- Entidades fsicas. Pueden estar agrupadas en algn caso.

o MGU (MGUnit).

o MGCU (MGCUnit).

o SGU (SGUnit).

o Elementos de la red SS7.

SEP (Siganling End Point).

STP (Signaling Transfer Point).

- SIGTRAN transporta sealizacin entre:

o SGU-MGCU

o MGU-MGCU

o MGCU-MGCU

o SGU-SGU (cuando conectan SEPs o STPs en una SCN).

ALCANCE DE SIGTRAN

Tiene como funcin transportar sealizacin de forma transparente.

Quedan fuera de su mbito varias funciones:

- Definicin de protocolos de la SCN.

- Inter-funcionamiento de la sealizacin (Conversin CAS a protocolos de sealizacin).

- Determinacin de IP destino para sealizacin.

- Intermediacin en la pasarela de sealizacin.

ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS

Basada en 3 componentes.

- Subcapa de adaptacin (User Adaption, UA).

Especfica para cada protocolo de sealizacin SCN (Switched Circuit Network). Soporta

primitivas especficas.

- Protocolo de transporte de sealizacin comn.

Para un transporte fiable.

o SCTP (Stream Control Transport Protocol) ya que TCP o UDP no se adapta

correctamente al trfico de sealizacin.

- Protocolo IP (IPv4/IPv6).


61

Como red de transporte.

SCTP (PROTOCOLO DE TRANSMISIN DE CONTROL DE FLUJO FRC 2960)

INTRODUCCIN

Protocolo de transferencia fiable diseado para el transporte de informacin sensible al retraso y

adecuado para transportar sealizacin.

o Pretende resolver inconveniencias de TCP para algunas aplicaciones.

TCP tiene un nico flujo de octetos secuenciales (ideal para largas cadenas de

datos sin estructurar).

TCP es sensible a retardos originados por errores en la red.

TCP retiene los datos hasta que se recupera.

TCP tiene excesiva duracin de los temporizadores.

o En una red sin prdidas TCP y SCTP ofrecen un rendimiento equivalente.

CARACTERSTICAS

o Es punto a punto.

o Temporizadores ms cortos que TCP.

o Usa transporte fiable de datos de usuario (deteccin de errores y prdidas de

secuencia que recupera).

o Velocidad adaptativa que responde a la congestin moderando la tasa transmisin.

o Soporta multiubicacin donde cada extremo SCTP puede tener varias direcciones IP.

o Tiene procedimientos de inicializacin basados en cookies evitando ataques de

denegacin de servicio.

o Orientado a flujo de mensajes y no al de octetos.

o Soporta empaquetado en un mensaje SCTP con mltiples mensajes de sealizacin.

o Soporta fragmentacin de forma que se puede trocear cada mensaje de sealizacin

en varios SCTP.

o Soporta mltiples flujos simultneos donde cada flujo se entrega en secuencia

independiente.

SEPARACIN DE FLUJOS.

SCTP utiliza flujos independientes para minimizar el impacto en el rendimiento por la prdida de

paquetes. Al perder un paquete:


62

o En TCP, se bloqueara recepcin de los siguientes hasta que el sistema se recuperase.

o En SCTP hay mltiples flujos cada uno asignado a una aplicacin o recurso. Si hay un

retraso no se interferira en la entrega normal de las dems llamadas.

CONCEPTOS IMPORTANTES DE SCTP

o Terminacin SCTP.

Es un emisor/receptor de paquetes SCTP. Identificado por una o ms direcciones IP y

un nmero de puerto.

o Asociacin.

Relacin entre dos terminales SCTP, es una conexin.

o Paquetes y pedazos.

Unidad enviada de emisor a receptor, un paquete puede tener varios pedazos.

o Pedazos.

Fragmento de datos que portan informacin de usuario (tipo 0) o informacin para el

control de SCTP.

o Flujos.

Canal lgico unidireccional y ordenado entre terminaciones de una conexin.

FORMATO MENSAJES SCTP


63

o Cabecera comn.

Puertos origen y destino.

Etiqueta verificacin asignada en el establecimiento de la conexin.

Checksum de comprobacin (CRC-32).

o Pedazos.

Tipos de pedazo.

Id. Tipo

Tipo de pedazo

0 Payload Data (DATA) Portan datos de usuario

1 Initiation (INIT)

2 Initiation Acknowledgement (INIT ACK)

3 Selective Acknowledgement (SACK)

4 Heartbeat Request (HEARTBEAT)

5 Heartbeat Acknowledgement (HEARBEAT ACK)

6 Abort (ABORT)

7 Shutdown (SHUTDOWN)

8 Shutdown Acknowledgement (SHUTDOWN ACK)

9 Operational Error (ERROR)

10 State Cookie (COOKIE ECHO)

11 Cookie Acknowledgement (COOKIE ACK)

14 Shutdown Complete (SHUTDOWN COMPLETE)

Pedazo de datos. Formado por:

Nmero de secuencia del pedazo.

Identificador del flujo (uso independiente del usuario).

Nmero de secuencia dentro del flujo.

Identificador del protocolo encapsulado.

Datos de usuario. Pedazo n del flujo s.

o Banderas.

o Longitud del mensaje.

o Tipos de parmetros opcionales.


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ID Valor Parmetro opcional

5 IPv4 Address

6 IPv6 Address

9 Cookie Preservative

11 Host Name Address

12 Supported Address types

CONTROL DE CONGESTIN.

Tiene 3 fases. El control es independiente por cada ubicacin de la asociacin (pueden estar en

distintas fases) y no se aplica a flujos individuales.

o Parmetros.

Asentimientos selectivos (SACK).

Describen el estado del receptor indicando nmero de secuencia asentido,

pedazos duplicados, faltantes, rwnd

Temporizador de retransmisin (RTO).

Calculado dinmicamente.

Ventana de congestin (cwnd).

Ajustada por emisor. Si el nmero de octetos sin asentir alcanza este valor, se

suspende el envo de datos nuevos.

Ventana de recepcin anunciada por el receptor (rwnd).

Si el receptor indica que no tiene sitio, se suspende el envo de datos nuevos.

Umbral de arranque lento (slow start threshold).

Para la asociacin marca el cambio de fase de arranque lento a fase de

elusin de congestin.

o Salvo rwdn, los parmetros son por ubicacin IP del interlocutor (por destino) e

independientes.

o Fases.

Arranque lento.

Al inicio o tras inactividad prolongada se usa para maximizar rpidamente la

tasa sin causar congestin.

Va incrementando cwnd en MTU (tamao mximo de paquete) por

cada SACK recibido hasta superar el umbral y pasa a eludir

congestin.

Inicio del umbral arbitrario y cwnd 2 MTU

Si cwnd > 0 puede enviarse lo que quede sin asentir.

Si vence RTO, cwnd MTU. Al llegar un SACK si se ha

agotado cwnd.

Si cwnd umbral, cambia de estado.

Elusin de congestin.

Incrementa cwnd en MTU en cada RTT (retardo ida-vuelta).

Aumento ms lento de la ventana de congestin.

Si se agota cwnd se aumenta tal que cwnd MTU + cwnd cada RTT

segundos.

Control de congestin.

Se reduce cwnd realizando dos posibles acciones.


65

En caso de prdidas (4 SACK indicando un salto en TSN).

Umbral = max(

2 , 2 )

Cwnd=umbral

En caso de espiracin de RTO ( no se reciben SACKs).

Umbral = max(

2 , 2 )

Cwnd = MTU.

ESTABLECIMIENTO DE ASOCIACIN.

Establecimiento a 4 bandas para evitar ataques DoS como en TCP. El estado de la asociacin lo

guarda el llamante o la red, no el llamado.

o Mensaje INIT ACK intercambia informacin importante.

Otras direcciones IP.

Nmeros de flujos.

Etiqueta de verificacin.

Tiempo de validez de la cookie.

Firma digital de la cookie.

- Liberacin de la asociacin.

Similar a TCP, se lleva a cabo con 3 mensajes para asegurar el cierre.

CAPAS DE ADAPTACIN DE USUARIOS (USER ADAPTION, UA).

FUNCIONES CAPA UA.


66

o Transportar las capas altas de los protocolos de sealizacin sobre un transporte

fiable basado en IP.

o Proporcionar la misma clase de servicio ofrecido en la interfaz equivalente de PSTN.

o Proporciona transparencia.

o Eliminar las capas bajas de SS7.

o Hay 7 capas de ada

Apuntes protocolos de redes

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